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星轮减速器转臂轴承组件的有限元分析

发布于:2016-03-04 20:28
有限元分析

      星轮减速器具有结构紧凑、体积小、重量轻、传动比大、传动平稳、效率高、寿命长等性能特点,该产品可广泛应用于机械、电力、矿业、冶金、建材、船舶、航空等领域。在应用的过程中,星轮减速器的失效形式引起人们的重视,其转臂轴承的疲劳破坏为主要失效形式之一。由于转臂轴承被安装在行星齿轮上,转臂轴承的破坏将直接影响行星齿轮的传动性能。为了提高行星齿轮的传动性能,提出对转臂轴承进行有限元分析
      随着计算机技术的发展,有限元分析方法得到广泛的应用。采用这种方法能够得到转臂轴承应力的分布情况,通过对转臂轴承的定量分析和定性分析,能够进一步分析转臂轴承的损坏原因。本研究采用了ANSYSApp,实现对转臂轴承的组件有限元分析。
      转臂轴承的组件由一个偏心套和两个转臂轴承组成。其模型如图所示。实体建模的最终目的是划分网格以生成节点和单元。划分网格包括两个步骤:
      1)定义单元属性,
      2)定义网格类型并生成控制网格。
      划分网格,由于模型的形状和建模的方法不同,所划分的网格形式也各不相同。最普遍的划分方法是自由网格划法,适应性强,可以对较复杂形状的模型进行网格划分,但是直接影响了计算机的运行速度,增加了计算机的运算量。为了提高运算速度,且保证求解精度,多数采用扫掠法和映射法来划分网格。但该方法具有一定的局限性,只能对比较规则模型进行网格划分。
      由于偏心套属于不规则图形,因此对它采用自由网格划分,它的体单元是solid92,如图所示。
      由于转臂轴承的内外圈是通过一截面绕其轴线旋转而成,因此对转臂轴承的内外圈采用旋转扫掠方法来划分网格。首先选择面单元plane45,对转臂轴承的内外圈截面进行自由网格划分,然后选择体单元为solid92,对截面进行旋转扫掠。其次对转臂轴承的滚子采用的是自由网格划分,选择体单元为solid92,其划分的网格模型如图所示。


                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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